主板上的PWM供电掌握芯片
什么是PWM？
PWM的全称是Pulse Width Modulation，即脉冲宽度调制，实在质是一种数字旗子暗记，紧张由两个组成部分来进行定义，分别是占空比和频率，个中占空比指的是旗子暗记为高电平状态的韶光量霸占总周期韶光的百分比，而频率则代表着PWM旗子暗记完成一个周期的速率，也便是决定旗子暗记在高低电平状态之间的切换速率。
图片源自National Instruments
目前PWM已经被广泛运用在各种掌握系统中，特殊是各种仿照电路的掌握，多数离不开PWM旗子暗记。可能大家对此会感到迷惑，PWM既然是一种数字旗子暗记，那怎么会用在仿照电路的掌握上呢？实际上PWM很大程度上便是为了实现仿照电路数字化掌握而出身的，我们不妨举例解释，当一个数字旗子暗记源的高电平为5V、低电平为0V的情形下，如果想要用这个数字旗子暗记源输出相称于3V的仿照旗子暗记，那么我们就可以将这个数字旗子暗记以PWM占空比60%的办法进行输出，也便是说一个旗子暗记周期内有60%的韶光输出5V，剩下40%的韶光输出0V，此时只要旗子暗记周期足够短，也便是PWM频率足够快，那么我们将得到一个输出电平无限靠近于5V60%=3V的旗子暗记源，这便是PWM能够以数字旗子暗记的身份掌握仿照电路的紧张缘故原由。
以往仿照电路的精确掌握每每须要一个相对大规模的电路，不仅笨重而且功耗与发热都不低。比较之下通过PWM这种数字旗子暗记来掌握仿照电路，既可以确保精准度，又可以有效降落掌握电路的体积与功耗，因此PWM很快就成为了目前一种主流的电路掌握模式，直流电机、阀门、液压系统、电源等各个领域中我们都能看到PWM的身影，在PC上也是如此，PC主板、显卡都采取了PWM进行供电掌握，散热风扇也广泛运用PWM技能，PC电源里面也少不了PWM的身影。
散热风扇的PWM技能
常见的散热风扇调速有两种，分别是DC调速和PWM调速，个中DC调速又可以叫做电压调速，大略来说便是直接调度加载于风扇上的电压来进行转速掌握。而掌握风扇电压的办法有很多种，比较直接的办法便是外接电阻来进行分压，例如各种风扇减速线采取的便是这个办法。不过这种电压掌握办法也有一个很明显的缺陷，那便是由于风扇的转速未必与电压呈线性关系，例如一把风扇的标称电压为12V，当你只给它6V电压时其转速未必为一半，更多的可能是由于其启动电压至少为7V，只加载6V的话会电压不敷而无法启动，因此想要精准地掌握风扇的转速，直接调度风扇的输入电压每每不是一个空想选择。
支持PWM调速的风扇都采取4pin接口
而采取PWM掌握的风扇就没有上述的问题，虽然从事理上说，风扇所用的PWM调速也算是一种电压调速，只是其表现出来的是“等效电压”而非“实际电压”。由于PWM是通过占空最近调度输出旗子暗记的电平高低，因此转换为风扇电压时也就只有12V和0V的差异，只是通电韶光是非有所不同，大略来说便是风扇上虽然加载的是等效6V的电压，但其实际上是占空比为50%的12V电压，这个时候风扇就不存在“启动电压”的问题了，而且风扇转速与PWM的占空比基本呈线性关系，这使得风扇转速的掌握变得非常大略。
当然了这个PWM旗子暗记并非作为驱动风扇的电源利用，而是用来驱动风扇内部的三极管或者MosFET，以此实现对风扇的输入掌握，因此支持PWM掌握的风扇除了有供电、检测和接地三根线外，还会有一根额外的PWM掌握线。而受PWM掌握风扇转速的启示，有部分主板也在风扇接口上加入了PWM掌握模块，通过PWM来掌握风扇的输入电压，让3pin接口的风扇也能实现近乎线性的转速掌握。不过这种配置基本上只有中高端主板才会享用，真正遍及的仍旧是直接支持PWM掌握的4pin风扇接口。
供电电路的PWM技能
主板、显卡和PC电源虽然是三个截然不同的硬件，但是就供电所用的技能来说却是大同小异，PC电源是通过各种拓扑架构和PWM技能将市电的互换输出变为12V、5V、3.3V、-12V平分歧的输出电压，而主板和显卡则是将PC电源的供电通过PWM技能转变为CPU和GPU等芯片所须要的电压和电流，因此目前主板、显卡和PC电源基本上都运用了PWM供电掌握技能。
PC电源中的PWM掌握芯片
PWM掌握电压的技能放在什么硬件上都是一样的，便是通过掌握占空最近掌握“等效电压”。显卡、主板和PC电源上的自然也是如此，只是由于它们所带的负载对电压和电流的稳定度哀求很高，因此低速的PWM不适宜用在供电掌握上。目前业内普遍做法是，电源的PWM掌握须要利用不低于20kHz的频率，建议是利用200kHz或以上的，由于越高的频率越有利于调度的相应速率。
电压掌握型PWM
当然用在供电上的PWM掌握比起风扇上的显然会繁芜很多，由于供电电路面对的大多数是恒定电压、动态电流的负载，因此用在供电上的PWM掌握就不仅要考虑设备的输入电压，还要考虑到输入电流。供电电路所用的PWM掌握大体上可以分为电压掌握型PWM和电流掌握型PWM，前者是通过电压反馈线路比拟基准电压和实际输出电压，然后通过调度PWM的占空最近稳定输出电压。这种电路的组成比较大略，但是用在供电电路中会有一个明显的缺陷，那便是由于实际电路中每每会存在电容和电感等元件，电流与电压的变革会不一致，对付低功耗、低相应需求的电路来说还问题不大，但是对付高功耗和动态变革丰富的电路来说，电压掌握型PWM每每不能立时相应设备对供电变革的需求，从而导致电路不稳定，无法正常事情。
电流掌握型PWM
而电流掌握型PWM便是为了填补电压掌握型PWM的毛病而发展起来的，基本组成来说，电流掌握型PWM便是在电压掌握型PWM的根本上增加了一组电流反馈线路，形成双闭环掌握，这样不管电路中的电压还是电流发生了变革，都会触发PWM的占空比调度，使得全体电路的相应速率有了很大的提升，可以有效改进供电的电压调度率，增强系统稳定性。
因此目前显卡、主板以及电源上的PWM供电掌握大部分都是电流掌握型PWM，其比较电压掌握型PWM虽然在电路组成上要略微繁芜，整体本钱也更高，但是换回来供电稳定性和供电相应速率显然更为主要。当然供电电路的性能也不仅仅是有PWM来决定的，并不是说你用的PWM掌握芯片好就能有稳定的供电，包括MosFET、电容、电感等组成部分也同样主要，不过这些都是后话了，有兴趣的同学可以连续关注我们的教室文章。
